Temos:
- Bendras
- Analoginis matuoklis
- Skaitmeninis multimetras
- Rezoliucija
- Nustatykite matavimo diapazoną
- Apskaičiuokite absoliučią paklaidą
- Apskaičiuokite santykinę paklaidą
- Išmatuokite su multimetru
- Išmatuokite osciloskopu
Bendrieji:
Daug kas matuojama technologijomis. Šiame puslapyje aptariami matavimai, susiję su automobilių technologijomis. Automobilių technologijose matavimai gali būti atliekami įvairiais būdais, būtent kūrimo, testavimo, stebėjimo procesų ir trikčių šalinimo metu. Kai žmogus žino, kaip matuoti, tereikia literatūros (srauto diagramų), kad būtų galima nustatyti, kur matuoti.
Automobilių technikoje dažniausiai naudojama (elektrinė) matavimo įranga:
- Multimetras / analoginis matuoklis: naudojamas įtampai (U), srovei (I) ir varžai (R) matuoti. Skaitmeninis multimetras parodys vertę LCD ekrane, o analoginis matuoklis naudos adatą, kad parodytų išmatuotą vertę pagrindinėje skalėje.
- Osciloskopas: Osciloskopas matuoja įtampas, kurias galima įrašyti į laiko juostą. Šią laiko juostą galima nustatyti (V skaičius Y ašyje ir laiko kursas X ašyje).
Analoginis matuoklis:
Analoginis matuoklis (judančios ritės matuoklis) susideda iš nuolatinio magneto ir judančios ritės. Srovė, tekanti per judančią ritę, sukelia magnetinį lauką. Jėgos, kurias magnetinis laukas veikia viena kitą, užtikrina, kad judanti ritė (su ant jos pritvirtinta rodykle) sukasi. Kuo didesnė srovė (taigi ir magnetinis laukas), tuo toliau rodyklė judės.
Privalumai, palyginti su skaitmeniniu multimetru:
- Pigus;
- Tiksliau žemiau 10 Hz (ne aukščiau).
Suvart:
- Sunkiau skaityti;
- Palyginti lėtas dėl judančio žymeklio.
Skaitmeninis multimetras:
Skaitmeninis multimetras yra analoginio skaitiklio pakaitalas. Skaitikliai yra nuolat tobulinami (tikslumo, greičio ir funkcijų atžvilgiu). Multimetre yra A/D keitiklis. Matuojamas analoginis signalas pirmiausia apdorojamas ir tik tada parodomas. Ši operacija priklauso nuo pasirinktos funkcijos (voltas, amperas, omas ir kt.) Tada skaitmeninis signalas siunčiamas į ekraną. Greitis, kuriuo tai įvyksta, vadinamas „reakcijos laiku“, kurį galima rasti skaitiklio specifikacijose. Atsako laikas (A/D keitiklio) yra laikas, reikalingas įvesties signalo pokyčiui užregistruoti. Kuo skaitiklis brangesnis, tuo trumpesnis atsako laikas.
Yra skaitmeniniai multimetrai su rankiniu ir automatiniu diapazono nustatymu. Taip nustatomas matavimo diapazonas. Žemiau esančiame paveikslėlyje esantis multimetras tai daro automatiškai. Skyrius „Matavimo diapazonas“ aprašytas toliau šiame puslapyje.
Rezoliucija:
Multimetrų rodomų skaitmenų skaičius lemia raišką, taigi ir matuoklio nuskaitymo tikslumą. Todėl skiriamoji geba yra susijusi tik su ekranu, o ne su matavimo diapazonu. Yra 3½, 3¾ ir 4½ skaitmenų multimetrai. Kuo daugiau skaitmenų multimetras gali rodyti, tuo daugiau skaičių galima gauti (taigi tikslesnis matavimas).
3½ skaitmenų:
Tai standartinis multimetras, galintis tiksliai išmatuoti iki 200 V 0,1 V diapazone. Jei matavimas atliekamas ten, kur tikroji įtampa būtų 22,66 V, skaitiklis rodytų 22,6 V.
3¾ skaitmenų:
Naudojant šį multimetrą skiriamoji geba padidėjo 10 kartų, o tuo pačiu matavimu (22,66 V, naudojant 3½ skaitmenų multimetrą) jis iš tikrųjų parodys 22,66 V. Tai yra viena šimtoji volto daugiau (ir todėl tikslesnė).
4½ skaitmenų:
Šis multimetras turi papildomą skaitmenį visuose diapazonuose. Rezoliucija vėl padidėjo 10 kartų.
Nustatykite matavimo diapazoną:
Žemiau esančio multimetro matavimo diapazoną galima nustatyti rankiniu būdu. Tai būtina norint gauti kuo tikslesnį kiekvieno matavimo rezultatą. Matuojant akumuliatoriaus įtampą, geriausia rinktis 20 DCV parinktį. Akumuliatoriaus įtampa bus rodoma, pavyzdžiui, 12.41. Geriausia pasirinkti matavimo diapazoną, kuris bus mažesnis už maksimalų matavimo rezultatą. Akumuliatoriaus įtampa niekada nebus didesnė nei 99 voltai. Jei būtų pasirinkta didesnė skiriamoji geba (200 DCV), akumuliatoriaus įtampa būtų rodoma kaip 12.4 (mažiau tiksli). Tai susiję su rezoliucija:
| Bereikas: | Rezoliucija: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Šios lentelės pavyzdžiai:
- Matuojant 100 voltų įtampą 200 V diapazone, skaitiklis rodys 100,1 V. Kai ta pati įtampa matuojama 2000 V diapazone, skaitiklis rodys 100 V (mažiau tiksli).
- Matuojant 9,188 voltų įtampą 2 V diapazone, skaitiklis parodys 9,188 V. Kai ta pati įtampa matuojama 200 V diapazone, skaitiklis rodys 9,2 V (suapvalintas, todėl ne toks tikslus).
Todėl tiksliausias matavimas priklauso nuo nustatyto matavimo diapazono ir ekrano skiriamosios gebos. Mažos skiriamosios gebos ekranuose tiksliausia įtampa negali būti rodoma naudojant tikslų matavimo diapazoną.
Kai parodytas multimetras, matavimo diapazoną galima reguliuoti tik rankiniu būdu. Platesni multimetrai turi mygtuką „Autorange“, kuriame pats matuoklis nustato geriausią matavimo diapazoną (pagal savo skiriamąją gebą). Tik su paprastais multimetrais galima pasirinkti tik Volt, Ampere (ir kt.) režimą ir matavimo diapazonas dažnai būna standartinis 20 V (taigi su 0,01 V skiriamąja geba).
Kita problema yra ta, kad matuoklyje visada yra nuokrypis. Nuokrypis didžiausias, kai raiška nustatyta per maža. Daugiau apie tai rasite tolesniuose skyriuose „Absoliučios ir santykinės klaidos“, esančiuose toliau puslapio apačioje.
Apskaičiuokite absoliučią paklaidą:
Kiekvienas multimetras turi tam tikrą tikslumą. Šį tikslumą galima rasti specifikacijose (instrukcijoje). Pagal šiuos duomenis galima apskaičiuoti matavimo nuokrypį. Galima apskaičiuoti dvi sąvokas; „absoliuti klaida“ ir „santykinė klaida“. Absoliuti paklaida yra įtampa voltais, o santykinė paklaida apskaičiuojama procentais.
Pavyzdys:
Įtampa (U) = 12,55 V
± (0,3% vid. + 1 d.)
rdg = skaitymas = ekrane nuskaityta vertė (išmatuota vertė)
1d = 1 skaitmuo = skiriamoji geba (20 V diapazone 1 skaitmuo atitinka 0,01 V, o 2 V diapazone - 0,001 V).
Tikroji įtampa yra 12,55 volto. Tai matuojama 20 V diapazone.
0,3 % rdg yra 0,3 % 12,55 V = 0,038 V.
20 V diapazone 1d = 0,01 V.
Tada bendra absoliuti paklaida yra tokia: rodmuo + 1 skaitmuo = absoliuti klaida. Skaičiais: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
Galutinis atsakymas su absoliučia klaida yra toks:
U = 12,55 ± 0,05 V.
Tai reiškia, kad matavimas yra kažkur tarp 12,50 ir 12,60 voltų.
Pigūs multimetrai dažnai turi didesnį nuokrypį nei brangesni, todėl bendra absoliuti paklaida taip pat yra didesnė. Tai dabar įrodo, kad „pigūs multimetrai“ negali atlikti tikslių matavimų.
Apskaičiuokite santykinę paklaidą:
Kai absoliuti paklaida apskaičiuojama procentais nuo nuskaitytos vertės, ji vadinama santykine klaida. Ši santykinė paklaida dažniausiai naudojama lyginant skaitiklius.
Ankstesnio multimetro santykinė paklaida yra tokia: bendra absoliuti paklaida / (padalinkite iš) faktinės įtampos x (padauginkite iš) 100% = santykinė paklaida.
Skaičiais: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
Galutinis atsakymas su santykine klaida yra toks:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 V atėmus 0,3% duoda atsakymą 12,50. Plius 0,3% tada yra 12,60. Tai tas pats, kas buvo apskaičiuota naudojant absoliučią paklaidą, bet nurodyta procentais.
Matavimas su multimetru:
Įtampa, srovė ir varža matuojami skirtingai. Kaip tinkamai išmatuoti naudojant multimetrą, paaiškinama su pavyzdžiais puslapyje išmatuoti multimetru.
Matavimas osciloskopu:
Osciloskopas (trumpai – tai grafinis voltmetras). Įtampa rodoma grafiškai kaip laiko funkcija. Taikymo sritis taip pat labai tiksli. Laikas gali būti nustatytas taip trumpas, kad signalai iš jutiklių, tokių kaip lambda jutiklis, arba pavaros, pvz., purkštukas, būtų rodomi puikiai.
Puslapyje paaiškinta, kaip atliekami matavimai naudojant taikiklį išmatuoti osciloskopu.
